Los arrecifes de coral se quedan sin oxígeno
Los Arrecifes se quedan sin oxígeno. Este es un
examen sin precedentes de la pérdida de oxígeno en los arrecifes de coral de
todo el mundo debido al calentamiento de los océanos. Fue dirigido por
investigadores del Instituto de Oceanografía Scripps de UC San Diego y un gran
equipo de colegas nacionales e internacionales. El estudio captura el estado
actual de hipoxia, o niveles bajos de oxígeno, en 32 sitios diferentes. Y
revela que la hipoxia ya está generalizada en muchos arrecifes.
Hipoxia marina
generalizada
La disminución general del contenido de oxígeno en
los océanos y las aguas costeras del mundo es real. Este es un proceso conocido
como desoxigenación de los océanos y ha sido bien documentada. Pero la hipoxia
en los arrecifes de coral ha sido relativamente poco explorada.
Se predice que la pérdida de oxígeno en el océano
amenazará los ecosistemas marinos a nivel mundial. Aunque se necesita más
investigación para comprender mejor los impactos biológicos en los corales
tropicales y los arrecifes de coral. El estudio, publicado en la revista Nature
Climate Change, es el primero en documentar las condiciones de oxígeno en los
ecosistemas de arrecifes de coral a esta escala.
“Este estudio es único porque nuestro laboratorio
trabajó con una serie de colaboradores para compilar este conjunto de datos de
oxígeno global, especialmente centrado en los arrecifes de coral. Nadie lo
había hecho antes a esta escala con esta cantidad de conjuntos de datos”, dijo
el científico marino Ariel Pezner, becario postdoctoral en la Estación Marina
Smithsonian en Florida. «Nos sorprendió descubrir que muchos arrecifes de coral
ya están experimentando hipoxia en las condiciones actuales»
Los autores descubrieron que los niveles bajos de
oxígeno ya están ocurriendo en algunos hábitats de arrecifes. Y se espera que
empeoren si las temperaturas del océano continúan calentándose debido al cambio
climático. También utilizaron modelos de cuatro escenarios diferentes de cambio
climático para mostrar que el calentamiento y la desoxigenación proyectados del
océano aumentarán sustancialmente la duración, intensidad y gravedad de la
hipoxia en los arrecifes de coral para el año 2100.
Históricamente, la hipoxia se ha definido por un
límite de concentración muy específico de oxígeno en el agua, menos de dos
miligramos de oxígeno por litro, un umbral que se determinó en la década de
1950. Los investigadores señalan que un umbral universal puede no ser aplicable
para todos los entornos o todos los arrecifes o todos los ecosistemas. Y
exploraron la posibilidad de cuatro umbrales de hipoxia diferentes: débil (5
mg/L), leve (4 mg/L), moderada (3 mg/L) e hipoxia severa (2 mg/L).
Con base en estos umbrales, encontraron que más del
84 por ciento de los arrecifes en este estudio experimentaron hipoxia «débil a
moderada». Y el 13 por ciento experimentó hipoxia «grave» en algún momento
durante el período de recopilación de datos.
Como esperaban los investigadores, el oxígeno era
más bajo temprano en la mañana en todos los lugares. Y más alto a media tarde
como resultado de la respiración nocturna y la fotosíntesis diurna,
respectivamente. Durante el día, cuando los productores primarios del arrecife
tienen luz solar, hacen la fotosíntesis y producen oxígeno, dijo Pezner.
Pero por la noche, cuando no hay luz solar, no hay
producción de oxígeno y todo en el arrecife está respirando, inhalando oxígeno
y exhalando dióxido de carbono. Lo que resulta en un medio ambiente menos oxigenado
y, a veces, en hipoxia.
Este es un proceso normal, dijo Andersson, autor
principal del estudio. Pero a medida que aumenta la temperatura del océano, el
agua de mar puede contener menos oxígeno. Mientras que la demanda biológica de
oxígeno aumentará, lo que exacerbará esta hipoxia nocturna. Los Arrecifes se quedan
sin oxígeno.Los Arrecifes se quedan sin oxígeno
“Imagínate
que eres una persona que está acostumbrada a las condiciones del nivel del mar,
y luego todas las noches tienes que ir a dormir a algún lugar de las Montañas
Rocosas, donde el aire tiene menos oxígeno. Esto es similar a lo que
experimentan estos corales durante la noche y temprano en la mañana cuando
experimentan hipoxia”, dijo Andersson. «Y en el futuro, si la duración y la
intensidad de estos eventos hipóxicos empeoran, entonces podría ser como dormir
en el Monte Everest todas las noches».
Los investigadores descubrieron que a medida que las
temperaturas globales continúan aumentando y las olas de calor marinas se
vuelven más frecuentes y severas, es probable que las condiciones de bajo nivel
de oxígeno en los arrecifes de coral se vuelvan más comunes.
Usando proyecciones adoptadas de modelos climáticos,
el equipo calculó que para el año 2100, la cantidad total de observaciones
hipóxicas en estos arrecifes aumentará en todos los escenarios de calentamiento
global. Desde una subida del 13 al 42 por ciento en un escenario al 97 al 287
por ciento en el otro. Un escenario mucho más extremo en relación con el actual.
Controlarlos
para protegerlos
Los investigadores dijeron que las mediciones
continuas y adicionales de oxígeno en los arrecifes de coral durante diferentes
temporadas y escalas de tiempo más largas serán «imperativas». Y resultarán
vitales para establecer condiciones de referencia. Rastrear posibles eventos
hipóxicos. Y predecir mejor los impactos futuros en la ecología, la salud y la
función de los arrecifes.
“Las condiciones de oxígeno de referencia variaron
ampliamente entre nuestros hábitats de arrecife. Lo que sugiere que una definición
singular de ‘hipoxia’ puede no ser razonable para todos los entornos”, dijo
Pezner. «Determinar qué umbrales son relevantes será importante para avanzar en
las predicciones sobre cómo podrían cambiar los arrecifes con el cambio
climático y la pérdida de oxígeno».
El análisis fue dirigido por Pezner mientras era
estudiante de doctorado en Scripps Oceanography, donde trabajaba en el
laboratorio Scripps Coastal and Open Ocean BiogeochemistrY Research ( SCOOBY )
junto con el biogeoquímico Andreas Andersson.
Pezner y sus colegas utilizaron datos de sensores
autónomos para explorar la variabilidad del oxígeno y la exposición a la
hipoxia en 32 sitios de arrecifes diversos en 12 ubicaciones en aguas de Japón,
Hawái, Panamá, Palmira, Taiwán y otros lugares. Muchos de los conjuntos de
datos se recopilaron utilizando sensores SeapHOx.
Que son instrumentos desarrollados originalmente por
el laboratorio del investigador de Oceanografía de Scripps, Todd Martz. Estos y
otros sensores autónomos se desplegaron en diferentes hábitats de arrecifes de
coral, donde midieron la temperatura, la salinidad, el pH y los niveles de
oxígeno cada 30 minutos.
El laboratorio SCOOBY y sus socios recopilaron la
mayoría de los datos en un esfuerzo por caracterizar la química del agua de mar
y el metabolismo de los arrecifes en diferentes entornos de arrecifes de coral.
Los socios internacionales fueron fundamentales para facilitar la logística de
investigación. Y el acceso a muchos sitios de estudio. Varios colaboradores también
compartieron datos de sus propios estudios. En Scripps Oceanography, Martz Lab
, Smith Lab y Tresguerres Lab hicieron contribuciones significativas al
estudio.
Financiación
Esta investigación fue financiada principalmente por
la Fundación Nacional de Ciencias. Y los estudios de posgrado de Pezner fueron
apoyados por la Beca de Investigación de Posgrado de la Fundación Nacional de
Ciencias. Y por un Premio Internacional de Académico de la Organización
Educativa Filantrópica (PEO).
Este estudio involucró a un total de 22 autores que
representan a 14 organizaciones de investigación y universidades diferentes,
incluidas UC San Diego; Universidad de Puerto Rico en Mayagüez; Centro de
Ciencias Pesqueras de las Islas del Pacífico de la NOAA; Universidad Nacional
del Océano de Taiwán; Universidad del Sur de Georgia; Universidad de Montana;
Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales; Universidad Nacional Sun
Yat-sen; Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa; Asociación de Educación
del Mar; Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey;
Universidad Nacional de Taiwán; y el Servicio Geológico de EE.UU.
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